基于STEAM教育理念的小学科学课堂教学研究

2023-04-22吴月竹吉林省松原市前郭县浩特芒哈乡蒙古族中心小学131125

教学管理与教育研究 2023年22期

吴月竹(吉林省松原市前郭县浩特芒哈乡蒙古族中心小学 131125)

《义务教育科学课程标准(2022 年版)》阐述了该学科的性质,即:体现科学本质的综合性基础课程。同时,新课程标准对教学活动提出了更高的要求,即:立足于基础性、综合性、实践性特点,设计学生喜闻乐见的科学活动,使学生在主动参与、动手动脑、积极体验中,经历科学探究以及技术与工程实践过程,最终促使学生在探究学习中核心素养获得发展。STEAM 教育集科学、技术、工程、艺术和数学于一体,与科学新课标的教育理念不谋而合,强调学生的综合能力、实践能力、创新能力。因此,基于新课标的要求,小学科学教师必须努力摒除传统教学模式,积极推进STEAM 与课堂教学的融合,为学生的高效学习、核心素养的培养和发展提供有力的支撑。

一、STEAM 教育理念在小学科学中应用优势分析

STEAM 教育理念契合了新课标的要求,倡导学生成为学习的“主角”,旨在培养学生的个体学习能力、探索能力、创新能力等。可以说,STEAM教育理念与小学科学新课程要求不谋而合。因此,以STEAM 教育理念为指导,构建全新的科学教学模式,是全面推进小学科学教学质量并落实新课程的必然选择。

首先,有助于促进课程内容综合性发展。就小学科学本身来说,包含了物质、生命、地球与宇宙、技术与工程四大板块内容,且四大板块之间也存在一定的联系。受到多种因素制约,实际教学常常会割裂各个板块的内在联系,致使学生在学习中难以获得综合性发展。而通过STEAM 教育理念的融入,教师可借助该教学模式独有的特点,对小学科学课程资源进行深层次开发、整合,并将各个板块的内容紧密联系在一起,促进课程内容的整合,帮助学生运用多学科知识及思维分析问题,进而解决问题。

其次,有助于提升学生的课堂参与积极性。在STEAM 教育理念下,教师在组织课堂教学时,更加关注知识的内在逻辑,将学科学习和学生的个人发展紧密结合到一起,把课程内容转化成为一系列研究问题,并按照由浅入深的顺序将其组合起来。同时,在STEAM 教育理念下,教师也十分关注问题的呈现形式,常常以趣味性、生活情境作为载体,将其呈现在学生面前。如此一来,唤醒了学生潜在的探究欲望,促使其以更加积极、主动的状态参与到探究学习中。

最后,有助于促进学生综合发展。与传统的教学模式相比,STEAM 教育模式以“问题”核心。学生在问题的引领下,经历“分析问题—思考问题—解决问题”三个阶段,最终完成既定的教学目标。在STEAM 教学中,教师在设计问题时尤为关注其趣味性、生活性、可操作性。其中,从趣味性的层面上来说,设计出来的问题要能够驱动学生的探究欲望,使其产生强烈的探究期待;从生活性的层面来说,问题应具备生活化,能够促使学生在问题引导下将知识和生活整合到一起,还能促进知识在实际生活中的应用;可操作性则要求教师在设计问题时应关注学情及学校条件等。

二、STEAM 理念在小学科学教学中的实践运用

基于STEAM 教育理念优化小学科学教学已经成为一种必然趋势。以教科版三年级下“磁铁”单元教学为例,探索其实践应用。

1.前期准备工作

高效教学离不开高质量的前期准备工作,STEAM 教育模式亦是如此。通常,科学教师应从以下三个方面做好准备工作:

第一,更新教学观念。基于STEAM 教育理念的内涵,教师在设计教学方案之前,必须努力摒除传统滞后、狭隘的教学理念,明确科学学习目标并不等同于考试分数,科学学习内容也并不等同于学教材,而是依托科学这一学科促进学生全面发展;同时,教师还应坚持“生本教育”理念,以学生的实际学情为出发点,以促进学生的发展为目标,努力构建一套与学生相契合的教学方案。

第二,科学设计教学目标。在整个教学活动中,教学目标是靶心。唯有具备明确的教学目标,才能保障教学的方向。这就要求教师在设计教学方案之前,对《义务教育科学课程标准(2022 年版)》展开深层次解读,同时结合单元教学内容以及小学生的实际情况,设计出针对性的教学目标。

在“磁铁”教学中,教师应遵循上述原则,结合STEAM 教育理念的内涵,将教学目标确定为:①科学目标:知道磁铁这一类物体;明确相同磁极之间相互排斥,不同磁极相互吸引;了解磁铁可隔一段距离、一些物体对铁一类的物质产生作用;知道磁铁部位不同,磁力的强弱也有所不同,磁力最强的部位是磁极;②技术目标:能够运用简单的材料、方法完成磁铁性质的探究实验;③工程目标:体验“设计—实施—改进”这一过程,初步了解技术与工程的实施过程;④艺术目标:能够根据自己的想法绘制设计图,并进行修改;能够对作品的外观进行设计、美化;⑤数学目标:经历收集证据—分析—推理—比较—概括等过程,最终得出相关结论;围绕磁铁的相关研究,作出猜想,并科学运用实验方法进行验证。

如此设计教学目标,不仅关注了本单元的课时内容以及教学重难点,也突出了不同课题之间的内在联系,彻底打破了传统碎片化教学模式,也为学生综合性发展提供了有力的支撑。

第三,设计驱动性问题。STEAM 教育模式下,问题是核心,引领着整个教学活动。因此,科学教师在设计教学活动之前,必须聚焦教学目标,为学生设计出具备趣味性、挑战性、可操作性的驱动问题,以此引领学生通过观察、实践、探究等活动,最终达到预期的教学目标。在“磁铁”这一单元教学中,教师聚焦这一节课教学目标,结合学生的实际情况,为学生设计了“利用身边材料设计一款具备磁性的玩具”驱动性问题,引领学生充分发挥主观能动性,运用各种学习形式,开展自主探究学习。

2.教学实施过程

鉴于STEAM 教育理念的内涵,小学科学教师唯有打破传统教学模式的束缚,以驱动性问题作为引领,结合学生的实际需求,灵活运用多种教学手段,使学生在连续、相关的探究活动中获得综合性发展。在“磁铁”这一单元的教学中,教学过程如下:

第一,创设情境,明确活动任务。考虑到三年级小学生的认知水平、学习特点,教师可以“趣”为中心,为其创设一个真实的情境:先借助多媒体技术,为学生展示中国四大发明之一“指南针”,以及指南针在航海中的应用,使得学生认识到磁铁在古代的时候就已经被运用到航海中;紧接着,教师又为学生呈现了生活中常见的磁性玩具。在教学情境的结尾,教师提出本节课学习任务:自制磁性玩具。如此一来,通过多媒体技术为学生创设情境,不仅拓展了学生的知识面,也激活了学生的探究欲望,使其以更加积极主动的状态参与到学习任务的探究中。

第二,传授基本原理,绘制设计图。在STEAM 教育理念下,为了促使学生更好地参与到任务探究学习中,教师先围绕本单元教学内容,为学生讲述了与磁铁相关的知识。接着,教师提出驱动性问题,并指导学生绘制出设计图。在这一过程中,考虑到三年级学生的实际情况,教师进行了重点指导,并为学生提供了一些参考思路,帮助学生克服了绘制设计图的障碍。在教师的点拨和指导下,有的小组选择了制作冰箱贴;有的小组决定以生活中的彩色卡纸、瓦楞纸设计磁性赛车;还有的小组打算利用电池、铜线、扇叶等,设计一个磁力小风扇。在这一过程中,通过教师的引导,帮助学生顺利进入任务探究中,也锻炼了学生的思维和能力,真正落实了新课程的要求。

第三,磁性玩具制作活动。在这一阶段中,科学教师大胆放手,将实践的权利交给学生,引领学生以小组为载体,在合作中制作磁力玩具。在具体制作的过程中,多数学生都可在相互配合与合作中完成。但是部分学习小组依然面临着一定的困难,例如,制作磁力赛车小组学生在对KT 板切割中面临着一定的困难,此时即可依托教师的帮助进行完成。在教师的帮助、学习小组的配合中,学习小组基本上完成了磁力玩具的制作。学生在动手实践的过程中不仅内化了相应的理论知识,也促使学生综合能力的提升与发展。

第四,展示并完善作品。在STEAM 教学中,作品制作完成之后,教师又为学生提供了一个展示的空间,指导每一个小组中选择一名代表将小组完成的作品展示出来,并对其进行解说、演示。在这一过程中,有的小组在展示中遇到了一些问题。如磁力弱导致赛车动不了、磁力小风扇失灵等。针对这些问题,学习小组结合教师意见,再次经历“修改设计图—选择材料—优化结构”等,最终完成作品的修正完善。

第五,教师总结和评价。在STEAM 教学中,待到学生制作完产品之后,教师再次带领学生围绕“磁铁”的相关知识进行整理,以便于学生形成系统化知识体系。同时,教师还应对其展开科学的评价。在具体实施评价的过程中,教师不仅要关注学生的磁力玩具制作成果,还应将学生整个制作过程都纳入评价中,包括玩具设计方案、设计图、玩具制作过程、玩具成品、成品演示和讲解等,力求将学生的整个学习过程都纳入评价中。另外,教师在实施教学评价时,还应坚持评价主体多元化的原则,引领学生积极参与其中,使得学生在自我评价、相互评价的过程中,实现全面发展。